(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼モードとして、理論空燃比よりもリーンな所定空燃比の混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ燃焼モードと、理論空燃比の混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ燃焼モードを有する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関から出力された動力を変速する変速機と、
吸気通路に設けられ、前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するためのスロットル弁と、
前記燃焼モードを前記ＨＣＣＩ燃焼モードから前記ＳＩ燃焼モードに切り換えるためのＳＩ燃焼モード切換条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
当該判定手段によって前記ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、前記ＳＩ燃焼モードへの切換に伴う前記スロットル弁よりも下流側の前記吸気通路内の圧力の変化が抑制されるように、前記変速機の変速比を減少側の所定の変速比に制御する変速比減少制御を実行することによって、前記内燃機関のトルクを増大させるとともに、前記スロットル弁の開度を減少側に制御するスロットル弁開度減少制御を実行する切換時制御手段と、を備え、
前記変速機は、前記内燃機関の動力を無段階に変速する無段変速機で構成され、
前記ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、前記変速比減少制御により前記変速機の前記変速比が前記所定の変速比に変更されたか否かを判定する変速比変更判定手段をさらに備え、
前記切換時制御手段は、前記ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、前記変速比減少制御を開始するとともに、前記スロットル弁の開度を維持した状態で前記ＨＣＣＩ燃焼モードを継続し、その後、前記変速比変更判定手段により、前記変速機の前記変速比が前記所定の変速比に変更されたと判定されたときに、前記スロットル弁開度減少制御を開始し、前記燃焼モードを前記ＳＩ燃焼モードに切り換えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記切換時制御手段は、前記ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、前記スロットル弁開度減少制御を実行することによって、混合気の空燃比を前記所定空燃比から理論空燃比に制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼モードとして、ＨＣＣＩ燃焼モードとＳＩ燃焼モードを有する内燃機関の制御装置に関し、特に、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換える際の内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、ＨＣＣＩ燃焼モード時には、スロットル弁を所定の大開度に維持し、内燃機関に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を、理論空燃比よりもリーン側に制御する。一方、ＳＩ燃焼モード時には、スロットル弁を大開度よりも小さな通常開度に制御し、通常、空燃比を理論空燃比に制御する。また、ＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換える際には、スロットル弁を大開度から通常開度まで徐々に減少させる。これにより、燃焼モードの切換に伴うトルクの変動を抑制しながら、内燃機関の出力を円滑に低下させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、従来の制御装置では、燃焼モードをＳＩ燃焼モードに切り換える際、スロットル弁の開度を、大開度から通常開度まで大きく閉じ側に制御する。しかし、スロットル弁の開度を制御するための制御信号を出力しても、その後の何回かの燃焼サイクルでは、スロットル弁を駆動するアクチュエータの動作遅れや、空気の供給遅れにより、吸気通路内の圧力がすぐには低下せず、それまでの比較的高い圧力が残留することがあり、その場合、所望の量を上回る空気量が内燃機関に供給される。このため、空気の供給量に応じて、空燃比が理論空燃比になるように燃料の供給量を制御すると、燃料の供給量が増大し、それにより、内燃機関の動力が一時的に増大し、その変動が大きくなることがあり、この点において改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃焼モードのＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードへの切換を、内燃機関の動力の変動を抑制しながら適切に行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、燃焼モードとして、理論空燃比よりもリーンな所定空燃比（実施形態における（以下、本項において同じ）所定値ＡＦＬ）の混合気を圧縮着火によって燃焼させるＨＣＣＩ燃焼モードと、理論空燃比（所定値ＡＦＳ）の混合気を火花点火によって燃焼させるＳＩ燃焼モードを有する内燃機関３の制御装置１であって、内燃機関３から出力された動力を変速する変速機６と、吸気通路９に設けられ、内燃機関３に吸入される吸入空気量を調整するためのスロットル弁１３と、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換えるためのＳＩ燃焼モード切換条件が成立したか否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ３）と、判定手段によってＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、ＳＩ燃焼モードへの切換に伴うスロットル弁１３よりも下流側の吸気通路９内の圧力（吸気圧ＰＢ）の変化が抑制されるように、変速機６の変速比ＲＴＲＭを減少側の所定の変速比（目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤ）に制御する変速比減少制御を実行することによって、内燃機関３のトルクを増大させるとともに、スロットル弁１３の開度を減少側に制御するスロットル弁開度減少制御を実行する切換時制御手段（ＥＣＵ２、図９のステップ４３，４５）と、を備え、変速機６は、内燃機関３の動力を無段階に変速する無段変速機で構成され、ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、変速比減少制御により変速機の変速比が所定の変速比に変更されたか否かを判定する変速比変更判定手段（ＥＣＵ２、図１２のステップ６４）をさらに備え、切換時制御手段は、ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、変速比減少制御を開始する（図１２のステップ４１、６１）とともに、スロットル弁１３の開度を維持した状態でＨＣＣＩ燃焼モードを継続し（図１２のステップ６２、６３）、その後、変速比変更判定手段により、変速機６の変速比ＲＴＲＭが所定の変速比に変更されたと判定されたときに、スロットル弁開度減少制御を開始し（図１２のステップ６４、４５）、燃焼モードをＳＩ燃焼モードに切り換える（図１２のステップ４４）ことを特徴とする。
【０００７】
この内燃機関の制御装置によれば、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換えるためのＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、ＳＩ燃焼モードへの切換に伴う吸気通路内の圧力の変化が抑制されるように、変速機の変速比を減少側の所定の変速比に制御する変速比減少制御を実行するとともに、スロットル弁の開度を減少側に制御するスロットル弁開度減少制御を実行する。
【０００８】
上記のように変速機の変速比を減少側に制御すると、内燃機関の動力が一定の状態では、内燃機関の回転数が低下するとともに、トルクが増大するので、この内燃機関のトルクの増大に応じて、内燃機関への空気の供給量を増大させることができる。このため、変速比を変更しない場合と比較し、スロットル弁開度減少制御によるＨＣＣＩ燃焼モードからのスロットル弁の開度の減少量を小さくすることができ、それに応じてスロットル弁の切換時間も短くなる。このように、スロットル弁の開度の減少量と切換時間が小さくなることによって、切換時に吸気通路に残留する圧力と残留時間を低減でき、それにより、空気が大きく増大するのを回避することができる。このため、燃焼モードをＳＩ燃焼モードに切り換える際、空気の供給量に応じて、所定の空燃比が得られるように燃料の供給量を制御する場合においても、燃料の供給量が大きく増大することがなくなり、したがって、内燃機関の動力の変動を抑制しながら、ＳＩ燃焼モードへの切換を適切に行うことができる。
【００１２】
また、この構成によれば、変速機は、内燃機関の動力を無段階に変速する無段変速機で構成されている。このような無段変速機では一般に、有段変速機と異なり、変速比の設定にクラッチなどが用いられないため、変速比の変更動作の開始後、目標の変速比への変速比の変更が完了するまでに比較的長い時間がかかる。このため、変速比減少制御とスロットル弁開度減少制御を同時に開始すると、減少側の所定の変速比への変更の途中、内燃機関のトルクが変更終了後のトルクまで上がりきらない状態で、スロットル弁が減少側に制御されることで、内燃機関に空気が過剰に供給され、内燃機関の動力が大きく変動しやすい。
【００１３】
本発明によれば、ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときには、変速比減少制御を開始するとともに、スロットル弁の開度を維持した状態でＨＣＣＩ燃焼モードを継続する。その後、無段変速機の変速比が所定の変速比に変更されたと判定されたときに、スロットル弁開度減少制御を開始し、燃焼モードをＳＩ燃焼モードに切り換える。したがって、無段変速機による変速比の変更が終了し、内燃機関のトルクが変更終了後のトルクまで上がりきった状態で、スロットル弁の減少側への制御を開始するので、変速比の変更途中における内燃機関の動力の変動を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、切換時制御手段は、ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、スロットル弁開度減少制御を実行することによって、混合気の空燃比を所定空燃比から理論空燃比に制御することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、ＳＩ燃焼モード切換条件が成立したと判定されたときに、スロットル弁開度減少制御を実行することによって、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側から理論空燃比に制御する。したがって、このスロットル弁開度減少制御と変速比減少制御を併せて行うことによって、請求項１による前述した利点を有効に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における制御装置が適用された内燃機関を搭載したハイブリッド車両を概略的に示す図である。
【図２】図１の内燃機関を概略的に示す図である。
【図３】吸気側動弁機構によって得られる吸気弁のバルブリフト曲線、および排気側動弁機構によって得られる排気弁のバルブリフト曲線を示す図である。
【図４】燃焼制御処理を示すメインフローである。
【図５】ＨＣＣＩ燃焼フラグの設定処理を示すサブルーチンである。
【図６】図５の処理で用いられるマップの一例である。
【図７】ＨＣＣＩ燃焼制御処理を示すサブルーチンである。
【図８】ＳＩ燃焼制御処理を示すサブルーチンである。
【図９】本発明の第１実施形態における、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードへ切り換える際の切換時制御処理を示すサブルーチンである。
【図１０】本発明の第１実施形態において、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換える際、変速比を変更した場合の動作例を示す図である。
【図１１】燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換える際、変速比を変更しない場合の動作例を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードへ切り換える際の切換時制御処理を示すサブルーチンである。
【図１３】本発明の第２実施形態において、燃焼モードをＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換える際、変速比を変更した場合の動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１に示すように、本発明の実施形態における制御装置１が適用された内燃機関（以下「エンジン」という）３は、電気モータ４とともに、ハイブリッド車両（以下「車両」という）Ｖに動力源として搭載されている。
【００１８】
この車両Ｖでは、エンジン３のクランクシャフト３ａが電気モータ４の回転軸に直結されるとともに、電気モータ４が、クラッチ５、変速機６および差動ギヤ機構７などを介して、左右の駆動輪８，８に連結されている。クラッチ５は、電磁クラッチタイプのものであり、その締結・遮断状態は、後述するＥＣＵ２からの制御入力によって制御される。
【００１９】
エンジン３は、ガソリンエンジンであり、例えば４つの気筒Ｃ（図２に１つのみ図示）を有している。図２に示すように、エンジン３のシリンダヘッド３ｂには、吸気通路９および排気通路１０が接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）１１および点火プラグ１２（ともに図１参照）が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。インジェクタ１１から噴射される燃料噴射量ＱＩＮＪは、ＥＣＵ２からの制御入力によって制御される。点火プラグ１２の点火時期もまた、ＥＣＵ２からの制御入力によって制御される。
【００２０】
また、このエンジン３では、燃焼モードとして、インジェクタ１１から噴射された燃料を含む混合気を、自己着火によって燃焼させる圧縮着火燃焼モード（以下「ＨＣＣＩ燃焼モード」という）と、点火プラグ１２による火花点火によって燃焼させる火花点火燃焼モード（以下「ＳＩ燃焼モード」という）とを有し、その切換は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００２１】
電気モータ４は、ブラシレスＤＣモータで構成されており、ＰＤＵ１５を介して、ＥＣＵ２およびバッテリ１６に接続されている。ＰＤＵ１５は、インバータなどを含む電気回路で構成されている。ＥＣＵ２は、ＰＤＵ１５を介して、電気モータ４とバッテリ１６との間の電力の授受を制御する。具体的には、車両Ｖの加速走行中などに、電気モータ４の出力を制御するとともに、車両Ｖの減速走行中などに、電気モータ４による電力回生を制御する。
【００２２】
エンジン３のクランクシャフト３ａには、クランク角センサ２１が設けられている。クランク角センサ２１は、クランクシャフト３ａの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２３】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば３０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、いずれかの気筒Ｃにおいてピストン３ｄが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００２４】
変速機６は、エンジン３から出力された動力を段階的に変速するギヤ式の有段変速機で構成されている。具体的には、変速機６は、入力軸および出力軸６ａと、ギヤ比が互いに異なる複数のギヤ列と、これらの複数のギヤ列と入力軸および出力軸６ａとの間をギヤ列ごとに接続・遮断するクラッチ（いずれも図示せず）などで構成されており、前進第１段〜第５段と後進１段の変速段を有している。これらの変速段は、ＥＣＵ２からの制御入力によって切り換えられ、それにより変速比が変更される。
【００２５】
変速機６の出力軸６ａには、出力軸回転数センサ２２が設けられている。出力軸回転数センサ２２は、出力軸６ａの回転数（以下「出力軸回転数」という）ＮＯＵＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この出力軸回転数ＮＯＵＴとエンジン回転数ＮＥに基づいて、変速機６で設定されている変速比ＲＴＲＭを算出する。
【００２６】
また、各気筒Ｃには、一対の吸気弁１４，１４（１つのみ図示）および一対の排気弁１５，１５（１つのみ図示）が設けられている。吸気弁１４は吸気側動弁機構４０によって開閉され、排気弁１５は排気側動弁機構５０によって開閉される。
【００２７】
吸気側動弁機構４０は、通常のカム駆動式のものであり、回転自在の吸気カムシャフト４１と、吸気カムシャフト４１に一体に設けられた吸気カム４２と、ロッカアームシャフト４３と、ロッカアームシャフト４３に回動自在に支持されるとともに、吸気弁１４，１４の上端にそれぞれ当接する２つのロッカアーム４４などを備えている。
【００２８】
吸気カムシャフト４１は、吸気スプロケットおよびタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト３ａに連結されており、クランクシャフト３ａが２回転するごとに１回転する。吸気カムシャフト４１が回転すると、ロッカアーム４４が、吸気カム４２で押圧され、ロッカアームシャフト４３を中心として回動し、吸気弁１４，１４を押圧することにより、吸気弁１４，１４が開閉される。
【００２９】
排気側動弁機構５０は、排気弁１５，１５のリフトを２段階に変更するためのものであり、排気カムシャフト５１、排気カム５２および排気リフト可変機構５３などを備えている。
【００３０】
排気カムシャフト５１は、排気スプロケットおよびタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト３ａに連結されており、クランクシャフト３ａが２回転するごとに１回転する。
【００３１】
排気カム５２は、排気カムシャフト５１と一体に設けられており、気筒Ｃごとに設けられた２つの低速カム（１つのみ図示）と、気筒Ｃごとに設けられ、低速カムよりも高いカムノーズを有する１つの高速カム（図示せず）で構成されている。
【００３２】
排気リフト可変機構５３は、排気弁１５のリフト（以下「排気リフト」という）を所定の低リフトまたは高リフトに切り換えるものである。その構成は、本出願人が特開２０００−２２７０１３号公報で既に提案したものと同様であるので、以下、その概略を簡単に説明する。
【００３３】
排気リフト可変機構５３は、ロッカアームシャフト５４と、これに回動自在に取り付けられ、気筒Ｃごとに設けられた２つの低速ロッカアーム５５，５５（１つのみ図示）および高速ロッカアーム（図示せず）と、ＥＣＵ２に接続された電磁弁５６（図２参照）などを備えている。低速ロッカアーム５５，５５は、各気筒Ｃの排気弁１５，１５にそれぞれ当接している。
【００３４】
この排気リフト可変機構５３のリフトモードは、ＥＣＵ２からの制御入力により電磁弁５６が制御されることによって、低リフトモードおよび高リフトモードに切り換えられる。この低リフトモードでは、排気カムシャフト５１が回転すると、低速カム５２により低速ロッカアーム５５が駆動され、高速カムにより高速ロッカアームが駆動されるものの、高速ロッカアームは、排気弁１５とは無関係にロッカアームシャフト５４の回りを回動する。それにより、各排気弁１５は、低速ロッカアーム５５によって開閉駆動され、所定の低リフトでかつ所定の開弁時間で開閉する。
【００３５】
一方、高リフトモードでは、高速ロッカアームが低速ロッカアーム５５，５５に一体に連結され、排気カムシャフト５１が回転すると、高速カムにより駆動された高速ロッカアームが回動するとともに、これと一体に低速ロッカアーム５５が回動する。その結果、排気弁１５は、低速ロッカアーム５５を介して高速ロッカアームにより開閉駆動され、それによって、低リフトモードよりもリフトが高くなる（高リフト）。また、高リフトモードでは、低リフトモードと比べて、排気弁１５の開弁期間が長くなるとともに、開弁タイミングは進角側に移行する（図３（ａ）参照）。なお、排気リフト可変機構５３のリフトモードは、前述したＨＣＣＩ燃焼モードのときには低リフトモードに設定され、ＳＩ燃焼モードのときには高リフトモードに設定される。
【００３６】
以上の構成により、ＳＩ燃焼モードのときには、高リフトの排気弁１５が閉弁する前に吸気弁１４が開弁する（図３（ａ））。一方、ＨＣＣＩ燃焼モードのときには、低リフトの排気弁１５が完全に閉弁した後に吸気弁１４が開弁し（同図（ｂ））、それにより、気筒Ｃ内に排ガスを残留させる内部ＥＧＲが得られる。これにより、気筒Ｃ内の温度を排ガスで高めることによって、ＨＣＣＩ燃焼が促進される。
【００３７】
吸気通路９には、上流側から順に、スロットル弁１３、吸気圧センサ２３およびエアフローセンサ２４が設けられている。スロットル弁１３の開度は、ＥＣＵ２からの制御入力により、ＴＨアクチュエータ１３ａを介して制御され、それにより、スロットル弁１３を通過する吸入空気の量が制御される。
【００３８】
吸気圧センサ２３は、吸気通路９内の圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。エアフローセンサ２４は、エンジン３に吸入される吸入空気量ＱＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３９】
排気通路１０には、ＬＡＦセンサ２５が設けられている。ＬＡＦセンサ２５は、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーンまでの広範囲な空燃比の領域において、排気通路１０内を流れる排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、ＬＡＦセンサ２５からの検出信号に基づいて、混合気の空燃比ＡＦを算出する。
【００４０】
また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２６から、車両Ｖのアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２７から車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００４１】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２７の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン３の燃焼モードを、ＳＩ燃焼モードまたはＨＣＣＩ燃焼モードに決定する。また、ＥＣＵ２は、決定した燃焼モードに応じて、エンジン３の燃焼状態を制御する燃焼制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、判定手段および切換時制御手段に相当する。
【００４２】
図４は、上述した燃焼制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する。
【００４３】
図５は、このＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩの設定処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ１１において、エンジン３がＨＣＣＩ燃焼を実行すべき運転領域（以下「ＨＣＣＩ領域」という）にあるか否かを判別する。この判別は、図６に示すマップに基づき、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて行われる。このマップでは、ＨＣＣＩ領域は、エンジン回転数ＮＥが低〜中回転域にあり、かつ要求トルクＰＭＣＭＤが低〜中負荷域にある運転領域に設定されている。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、算出される。
【００４４】
このステップ１１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３がＨＣＣＩ領域にあるときには、ＨＣＣＩ燃焼モードによる燃焼を実行すべき条件が成立しているとして、そのことを表すために、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩを「１」にセットし（ステップ１２）、本処理を終了する。一方、ステップ１１の判別結果がＮＯで、エンジン３がＨＣＣＩ領域にないときには、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩを「０」にセットし（ステップ１３）、本処理を終了する。
【００４５】
図４に戻り、前記ステップ１の判別結果がＹＥＳで、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」のときには、ＨＣＣＩ燃焼制御を実行し（ステップ２）、本処理を終了する。
【００４６】
図７は、このＨＣＣＩ燃焼制御処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ２１において、変速機６の変速比ＲＴＲＭを制御する。具体的には、エンジン回転数ＮＥおよび車速ＶＰに応じて、変速機６の目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤを算出し、この目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤと変速比ＲＴＲＭに応じて、制御入力を算出する。そして、この制御入力により、変速機６の変速段を制御することによって、変速比ＲＴＲＭが制御される。
【００４７】
次に、リフトモードを低リフトモードに設定し、排気弁１５を低リフトで駆動する（ステップ２２）。次いで、スロットル弁１３を全開状態に制御する（ステップ２３）。次に、目標空燃比ＡＦＣＭＤおよび吸入空気量ＱＡに応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出し（ステップ２４）、本処理を終了する。このときの目標空燃比ＡＦＣＭＤは、理論空燃比よりもリーン側の所定値ＡＦＬに設定される。
【００４８】
図４に戻り、前記ステップ１の判別結果がＮＯで、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩが「０」のときには、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩが前回と今回の間で「１」から「０」に変化したか否かを判別する（ステップ３）。この判別結果がＹＥＳで、決定された燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換わった直後のときには、アップカウント式の切換タイマの値（以下「切換タイマ値」という）ＴＭを値０にセットした（ステップ７）後、後述する切換時制御を実行し（ステップ８）、本処理を終了する。
【００４９】
一方、前記ステップ３の判別結果がＮＯのときには、切換タイマ値ＴＭが所定時間ＴＭＲＥＦ（例えば１．５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯのとき、すなわち、決定された燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードからＳＩ燃焼モードに切り換わった後、所定時間ＴＭＲＥＦが経過していないときには、前記ステップ８に進み、切換時制御を引き続き実行する。
【００５０】
また、ステップ４の判別結果がＹＥＳで、ＴＭ≧ＴＭＲＥＦのときには、切換フラグＦ＿ＳＷを「０」にセットした（ステップ５）後、ＳＩ燃焼制御を実行し（ステップ６）、本処理を終了する。
【００５１】
図８は、このＳＩ燃焼制御処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ３１において、前記ステップ２１と同様、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて、変速機６の変速比ＲＴＲＭを制御する。
【００５２】
次に、リフトモードを高リフトモードに設定し、排気弁１５を高リフトで駆動する（ステップ３２）。次いで、スロットル弁１３の開度を制御する（ステップ３３）。具体的には、アクセル開度ＡＰに応じて、スロットル弁１３の開度の目標値を算出し、この目標値に応じてＴＨアクチュエータ１３ａを制御することによって、スロットル弁１３の開度が制御される。
【００５３】
次に、目標空燃比ＡＦＣＭＤおよび吸入空気量ＱＡに応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出し（ステップ３４）、本処理を終了する。このときの目標空燃比ＡＦＣＭＤは、理論空燃比に相当する所定値ＡＦＳに設定される。
【００５４】
図９は、前記ステップ８で実行される切換時制御処理のサブルーチンを示している。本処理では、まずステップ４１において、切換フラグＦ＿ＳＷが「１」であるか否かを判別する。切換時制御を開始した最初のループでは、前記ステップ５の実行により、ステップ４１の判別結果がＮＯになり、その場合には、切換フラグＦ＿ＳＷを「１」にセットする（ステップ４２）とともに、変速機６の変速段を１段階、シフトアップする（ステップ４３）ことによって、変速比ＲＴＲＭを減少側に制御する。
【００５５】
一方、切換時制御を開始した２回目以降のループでは、前記ステップ４２の実行により、前記ステップ４１の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、シフトアップされた変速段を保持する（ステップ４７）。
【００５６】
前記ステップ４３または４７に続くステップ４４では、リフトモードを高リフトモードに設定し、排気弁１５を高リフトで駆動する。次いで、前記ステップ３３と同様、アクセル開度ＡＰに応じて、スロットル弁１３の開度を制御する（ステップ４５）ことによって、スロットル弁１３を全開状態から減少側に制御する。次に、前記ステップ３４と同様、目標空燃比ＡＦＣＭＤおよび吸入空気量ＱＡに応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出し（ステップ４６）、本処理を終了する。
【００５７】
図１０は、これまでに説明した燃焼制御処理によって得られる動作例を示している。この例では、タイミングｔ０以前では、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードに設定されている。これにより、スロットル弁１３が全開状態に制御され、目標空燃比ＡＦＣＭＤは、理論空燃比よりもリーン側の所定値ＡＦＬに設定されている。また、このときの変速機６の変速段は第３段に設定されている。
【００５８】
この状態から、タイミングｔ０において、燃焼モードがＳＩ燃焼モードに切り換えられると、変速機６の変速段が第３段から第４段にシフトアップされる（図９のステップ４３）とともに、スロットル弁１３の開度が減少側に制御される（ステップ４５）。また、このときには、排気弁１５が低リフトから高リフトに切り換えられる（ステップ４４）とともに、目標空燃比ＡＦＣＭＤが理論空燃比に相当する所定値ＡＦＳに設定される。
【００５９】
この変速機６のシフトアップに伴って、エンジン回転数ＮＥが低下するとともにエンジントルクが増大するので、このエンジントルクの増大に応じて、エンジン３への空気の供給量を増大させることができる。このため、図１１に示す、変速比ＲＴＲＭを変更しない場合と比較して、スロットル弁１３の開度の減少量が小さくなり、それに応じてスロットル弁１３の切換時間も短くなる。このように、スロットル弁１３の開度の減少量と切換時間が小さくなることによって、切換時に吸気通路９に残留する吸気圧ＰＢと残留時間を低減でき、それにより、エンジン３に吸入される空気が大きく増大するのを回避することができる。また、吸入空気量ＱＡに応じて、目標空燃比ＡＦＣＭＤが、理論空燃比に相当する所定値ＡＦＳが得られるように燃料噴射量ＱＩＮＪを制御するので、燃料噴射量ＱＩＮＪが大きく増大することがなくなり、したがって、エンジン３の動力の変動を抑制しながら、ＳＩ燃焼モードへの切換を適切に行うことができる。
【００６０】
また、変速機６の変速段の設定がクラッチ用いて行われるので、変速比ＲＴＲＭの変更動作の開始後、目標変速比への変速比ＲＴＲＭの変更が比較的短時間で完了する。したがって、ＳＩ燃焼モードに切り換えられたときに、変速機６のシフトアップと、スロットル弁１３の開度の減少側への制御を同時に行う（図９のステップ４３，４５）ことにより、空気を過不足なく供給し、エンジン３の動力の変動を抑制しながら、ＳＩ燃焼モードへの切換を短時間で行うことができる。
【００６１】
さらに、ＳＩ燃焼モードに切り換えられたときに、目標空燃比ＡＦＣＭＤをリーン側の所定値ＡＦＬから理論空燃比に相当する所定値ＡＦＳに設定するとともに、スロットル弁１３を減少側に制御することによって、空燃比ＡＦを理論空燃比に制御する。したがって、このスロットル弁１３の減少側制御と変速機６のシフトアップを併せて行うことによって、前述した利点を有効に得ることができる。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、前述した第１実施形態と比較して、変速機６の構成のみが異なり、ハード上の他の構成については同じである。この変速機６は、エンジン３から出力された動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機で構成されている。具体的には、変速機６は、ドライブプーリと、ドリブンプーリと、両プーリに巻き掛けられ、前者の動力を後者に伝達するベルト（いずれも図示せず）などで構成されている。変速機６の変速比ＲＴＲＭは、ＥＣＵ２からの制御入力によりＣＶＴアクチュエータ（図示せず）を制御することで、一方のプーリを油圧で無段階に駆動し、両プーリの有効径を変更することによって、変更される。
【００６３】
また、本実施形態では、第１実施形態と同様、燃焼制御処理が実行され、そのうちの切換時制御の実行内容の一部のみが第１実施形態と異なる。したがって、本実施形態の切換時制御処理を示す図１２においては、図９に示した第１実施形態の切換時制御処理と同じ実行内容について、同一のステップ番号を付し、異なる実行内容を中心として説明を行うものとする。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、判定手段、切換時制御手段および変速比変更判定手段に相当する。
【００６４】
本処理では、まずステップ４１において、切換フラグＦ＿ＳＷが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、切換時制御を開始した最初のループのときには、切換フラグＦ＿ＳＷを「１」にセットする（ステップ４２）とともに、変速機６の変速比ＲＴＲＭを減少側に制御する（ステップ６１）。具体的には、ＨＣＣＩ燃焼モード時よりも小さな目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤを設定するとともに、変速比ＲＴＲＭが目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤになるようにＣＶＴアクチュエータを駆動する。
【００６５】
次に、リフトモードを低リフトモードに設定し、排気弁１５を引き続き低リフトで駆動する（ステップ６２）とともに、スロットル弁１３を全開状態に制御する（ステップ６３）。
【００６６】
一方、前記ステップ４１の判別結果がＹＥＳのときには、検出された変速比ＲＴＲＭが目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤ以下であるか否かを判別する（ステップ６４）。この判別結果がＮＯで、ＲＴＲＭ＞ＲＴＲＭＣＭＤのときには、変速比ＲＴＲＭの目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤへの変更が完了していないとして、前記ステップ６２以降に進み、排気弁１５を引き続き低リフトで駆動するとともに、スロットル弁１３を全開状態に制御する。
【００６７】
また、ステップ６４の判別結果がＹＥＳで、変速比ＲＴＲＭ≦目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤのときには、リフトモードを高リフトモードに設定し、排気弁１５を高リフトで駆動する（ステップ４４）とともに、アクセル開度ＡＰに応じて、スロットル弁１３の開度を制御する（ステップ４５）。
【００６８】
前記ステップ４５または６３に続くステップ４６では、目標空燃比ＡＦＣＭＤおよび吸入空気量ＱＡに応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出し、本処理を終了する。
【００６９】
図１３は、これまでに説明した第２実施形態による燃焼制御処理によって得られる動作例を示している。この例では、タイミングｔ０以前では、燃焼モードがＨＣＣＩ燃焼モードに設定されており、それに応じて、スロットル弁１３が全開状態に制御され、目標空燃比ＡＦＣＭＤは、理論空燃比よりもリーン側の所定値ＡＦＬに設定されている。
【００７０】
この状態から、タイミングｔ０において、燃焼モードがＳＩ燃焼モードに切り換えられると、変速機６の変速比ＲＴＲＭが減少側の目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤに制御される（図１２のステップ６１）。このとき、変速比ＲＴＲＭが目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤに変更されるまでの間（ｔ０〜ｔ１）は、排気弁１５は低リフトに保持され（ステップ６２）、スロットル弁１３は全開状態に制御される（ステップ６３）とともに、点火プラグ１２による点火は停止される。以上のように、変速比ＲＴＲＭの目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤへの変更が完了するまでは、ＨＣＣＩ燃焼が継続して行われる。
【００７１】
その後、変速比ＲＴＲＭが目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤに達し、目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤへの変更が完了したときに（ｔ１）、排気弁１５を高リフトで駆動する（ステップ４４）とともに、スロットル弁１３の開度を減少側に制御する（ステップ４５）。また、点火プラグ１２による点火が実行され、ＳＩ燃焼が行われる。
【００７２】
以上のように、本実施形態の変速機６は、ベルト式の無段変速機で構成され、その変速比ＲＴＲＭの設定が、プーリを無段階に駆動することによって行われるので、変速比ＲＴＲＭの変更動作の開始後、目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤへの変速比ＲＴＲＭの変更が完了するまでに比較的長い時間がかかる。このため、本実施形態によれば、ＨＣＣＩ燃焼フラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」から「０」に切り換えられたときに、変速比ＲＴＲＭの減少側の目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤへの制御を開始し、その後、変速比ＲＴＲＭが目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤに達したときに、スロットル弁１３の開度を減少側に制御する。したがって、変速機６による変速比ＲＴＲＭの変更が完了し、エンジン３のトルクが変速比ＲＴＲＭの変更完了後のトルクまで上がりきった状態で、スロットル弁１３の減少側への制御を開始するので、変速比ＲＴＲＭの変更中におけるエンジン３の動力の変動を抑制することができる。
【００７３】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１実施形態では、変速比を減少側に制御する変速比減少制御として、変速機６の変速段を１段階のみシフトアップさせているが、これに限らず、２段階でシフトアップさせてもよい。
【００７４】
また、第２実施形態では、変速比ＲＴＲＭの変更が完了したか否かの判定を、検出された変速比ＲＴＲＭと目標変速比ＲＴＲＭＣＭＤとの比較結果に基づいて行っているが、これに限らず、変速比の変更動作の開始時からの経過時間に基づいて行ってもよい。
【００７５】
さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  制御装置
２  ＥＣＵ（判定手段、切換時制御手段および変速比変更判定手段）
３  エンジン
６  変速機
９  吸気通路
１３  スロットル弁
ＰＢ  吸気圧（吸気通路内の圧力）
ＲＴＲＭＣＭＤ  目標変速比（所定の変速比）
【図１】
0005409532.tif 000002
【図２】
0005409532.tif 000003
【図３】
0005409532.tif 000004
【図４】
0005409532.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005409532.tif 000007
【図７】
0005409532.tif 000008
【図８】
0005409532.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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